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岩土研究院

水泥土桩施工工艺及质量控制介绍!

406 2021-04-13 14:18:28

水泥搅拌桩是指利用专门的搅拌头或钻头,钻入土体一定深度并喷出水泥粉末或水泥浆,将其与周围土体强行拌和而形成的加固土桩体。可用作基坑的挡土结构、止水帷幕,也可用于坑底被动区土体的加固。水泥搅拌桩具有无振动、无噪声、无泥浆废水污染、无土方外运等优点,适用于淤泥、淤泥质土和含水量较高的黏土、粉质黏土、粉土等软土地基。但当地表杂填土层厚度大或含有直径大于100mm 的石块时,应慎重采用搅拌桩。


水泥搅拌桩的平面布置形式可根据地质条件和基坑围护的需要,选用满堂、格栅式或拱式等布置形式。在深度方向可采用长短桩结合形式。常见搅拌桩平面布置形式如图4-18 所示。


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2.施工机械

搅拌桩施工机械根据固化剂形态的不同有浆体喷射式和粉体喷射式。在实际应用时应结合十体含水量。地下水位、桩体直径要求等条件选用合适的方式。根据搅拌轴数目的不同,又分为单轴搅拌机、双轴搅拌机和三轴搅拌机。


单搅拌轴、叶片喷浆方式的搅拌机如图 4-19(a)所示,因其喷浆孔小,易堵塞,只能使用纯水泥浆。双搅拌轴、中心管喷浆方式的搅拌机如图 4-19(b) 所示,其水泥浆是由两根搅拌轴之间的另—根管道输出,除纯水泥浆外,还可以采用水泥砂浆,甚至可掺入粉煤灰等工业废料作为固化剂。

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3.施工工艺

水泥搅拌桩的施工流程如图 4-20 所示。


搅拌机就位后,放松起重机钢丝绳,使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉。下沉速度可通过电机的工作电流监测控制,如搅拌机的入十切削负荷太大。申机.工作电流超过额定电流时,应减慢速度,或从输浆管路适当补给清水以利钻进,但应考虑冲水对桩身质量的影响。


当搅拌机下沉至一定深度时,即可开始按设计及试验确定的配合比拌制水泥浆。每根桩所需水泥浆应一次单独拌制完成,单桩水泥用量应严格按照设计计算量。水泥浆一般采用普通硅酸盐水泥,严禁使用快硬型水泥,拌和时间不得少于 5~10min,存放时间不得超过 2h,否则应予以废弃。水泥浆倒入存浆池时应加筛过滤,以防止浆内结块损坏泵体。

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搅拌机下沉到设计深度后,开启灰浆泵将水泥浆泵入,并边喷浆 、边搅拌提升。提升速度应按设计确定的速度控制。当搅拌机提升至设计桩顶标高后,再次搅拌下沉至桩底,并重复喷浆、搅拌提升至地面。制桩完成,可移机进行下一根桩的施工。喷浆搅拌时通过控制注浆压力和喷浆量使水泥浆均匀地喷搅在桩体中,以保证桩身强度达到设计要求。


成桩过程中喷浆必须连续进行。如因故中断喷浆。应在 12h 内采取补喷措施。补喷重叠长度不小于1.0m。施工时应采取必要措施保证施工安全、顺利进行。

搅拌机的冷却循环水在整个施工过程中不能中断,并经常检查水温,水温不能过高。如发生卡钻、停转现象,应切断电源,将搅拌机强制提起之后再重新启动电机。


泵送水泥浆前,输浆管路应保持湿润以利于轴浆。水泥浆内不得有硬结块,以免损坏灰浆泵。为防止输浆管路内水泥浆结块,如停机超过 3 小时即应先拆卸管路进行清洗。灰浆泵也应定期拆开清洗,并注意保持齿轮减速箱内润滑油的清洁。


4.质量控制及检验

(1)质量控制

1)预搅∶软土应完全预搅切碎,以便与水泥浆搅拌均匀。

2)水泥浆不得离析∶水泥浆应严格按设计配合比制备,为防止发生离析,可在灰浆拌制机中保持搅拌,待压浆前再缓慢倒入集料斗。


3)确保加固强度和均匀性; 压浆阶段不允许发生断浆现象。严格按设计确定的数据控制喷浆和搅拌提升速度,误差不得大于±10cm/min。还应控制重复搅拌时的下沉和提升速度,以保证各深度位置都得到充分搅拌。


4)保证垂直度∶ 注意起重机的平整度和导向架的垂直度,控制搅拌桩的垂直偏差不超过1%。


5)确保搅拌桩搭接的连续性∶ 如设计要求相邻桩体要搭接一定长度时,原则上每一施工段宜连续施工,相邻桩体施工间隔不得超过12h。如因特殊原因造成搭接时间超过 12h,应对最后一根桩先进行空钻,留出榫头以待下一批桩搭接。如间隔时间太长,无法与下一根桩搭接时,须采取局部补桩或注浆措施。


(2)质量检验

为确保搅拌桩施工质量,可选用下述方法进行质量检验∶

1)施工过程中及时检查施工原始记录∶根据每根桩的水泥用量、成桩时间、成桩深度等对其质量进行评价。如发现缺陷,应视其所在部位和影响程度分别采取补桩、注浆或其他补强措施。


2)成桩后抽检测试∶ 抽取一定数量的搅拌桩,用轻便触探器连续钻取桩身芯样,观察其连续性和搅拌均匀程度等,并根据轻便触探击数对比判断桩身强度。也可采用静力触探法进行检验。经触探检验对桩身强度有怀疑的桩,应在龄期 28d时用地质钻机钻取芯样测定强度。